science >> Wetenschap >  >> Fysica

Zwarte gaten zijn eigenlijk gewoon steeds groter wordende ballen van touw, onderzoekers zeggen:

Zwarte gaten zijn immers niet omgeven door een brandende ring van vuur, suggereert nieuw onderzoek.

Sommige natuurkundigen hebben geloofd in een "firewall" rond de omtrek van een zwart gat die alles zou verbranden dat in zijn krachtige zwaartekracht wordt gezogen.

Maar een team van de Ohio State University heeft een verklaring berekend van wat er zou gebeuren als een elektron in een typisch zwart gat zou vallen, met een massa zo groot als de zon.

"De kans dat het elektron een foton van de straling raakt en verbrandt, is verwaarloosbaar, nog verder dalen als we grotere zwarte gaten in ogenschouw nemen waarvan bekend is dat ze in de ruimte bestaan, " zei Samir Mathur, een professor in de natuurkunde aan de Ohio State. De studie verschijnt in de Journal of High Energy Physics .

De nieuwe studie bouwt voort op eerder werk uit 2004 onder leiding van Mathur, waarin werd getheoretiseerd dat zwarte gaten in feite reuzen zijn, rommelige bollen garen - fuzzballs" die steeds zwaarder worden naarmate nieuwe objecten worden aangezogen. Die theorie, Mathur zei, loste de beroemde "informatieparadox" van het zwarte gat op die door Steven Hawking in 1975 werd geschetst. Hawkings onderzoek had geconcludeerd dat deeltjes die een zwart gat binnenkomen er nooit uit kunnen. Maar dat druiste in tegen de wetten van de kwantummechanica, het creëren van de paradox.

Het firewallargument ontstond in 2012, toen vier natuurkundigen van de Universiteit van Californië, Santa Barbara voerde aan dat elk object zoals een fuzzball omringd zou moeten zijn door een ring van vuur die elk object zal verbranden voordat het het oppervlak van de fuzzball kan bereiken.

Krediet:de Ohio State University

"Wat we in deze nieuwe studie hebben aangetoond, is een fout in het firewallargument, ' zei Mathur.

Zwarte gaten zijn plaatsen in de ruimte met zo'n immense zwaartekracht dat zelfs licht niet meer kan ontsnappen als het eenmaal is vastgelegd. Hun krachtige aantrekkingskracht condenseert alle materie die zwarte gaten naar binnen trekken. Ze zijn onzichtbaar, maar wetenschappers hebben vastgesteld dat zwarte gaten kunnen variëren van klein tot enorm, schattingen die zijn gebaseerd op het gedrag van sterren en gas rond het zwarte gat.

Na maanden van wiskundige machinaties, Mathur en zijn team kwamen tot hun verklaring bij de cijfers ter ondersteuning van hun theorie die de firewall verdisconteerde. Het is gebaseerd op snaartheorie, het wetenschappelijke idee dat het universum is samengesteld uit subatomaire snaarachtige buizen van energie. Het geloof is geworteld in het huwelijk van de kwantummechanica (die zich bezighoudt met de wiskunde van subatomaire deeltjes) en de relativiteitstheorie van Albert Einstein.

Mathur heeft zichzelf altijd gerekend tot die wetenschappers die firewall-sceptici zijn.

"De vraag is 'Waar grijpt het zwarte gat je naartoe?' We denken dat als een persoon de horizon nadert, het oppervlak van de fuzzball groeit om het te ontmoeten voordat het de kans krijgt om het heetste deel van de straling te bereiken, en dit is een cruciale bevinding in dit nieuwe natuurkundedocument dat het firewallargument ontkracht, " hij zei.

"Als een persoon die in het zwarte gat valt, verstrikt raakt in touwtjes, er is geen gemakkelijke manier om te beslissen wat hij zal voelen.

"Het firewall-argument leek een snelle manier om te bewijzen dat iets dat door de horizon valt, opbrandt. Maar we zien nu dat zo'n snel argument niet kan zijn; wat er gebeurt kan alleen worden bepaald door gedetailleerde berekeningen in de snaartheorie, ' zei Mathur.